Matematisk modellering av overgangsalder

Noen forhold er så allestedsnærværende i den naturlige verden at vi - akkurat som luften vi puster - slutter å legge merke til deres eksistens eller synes at de er spesielt rart. Effektene av aldring er gode eksempler på dette. Alt annet er likt, vi bør forvente at organismer som lever lenger for å reprodusere mer. Koblingen for lang levetid / reproduksjon ser ut til å gjøre det tidligere ikke verdsatte spørsmålet om hvorfor organismens kropper har en tendens til å bryte sammen over tid heller fremtredende. Hvorfor blir organismer gamle og skrøpelige, før et eller flere homeostatiske systemer begynner å svikte, hvis det å være i live har en tendens til å hjelpe reproduksjon? Én kandidatforklaring for å forstå senestid innebærer å vurdere avveining mellom nåtidens sikkerhet og fremtidens usikkerhet; hva vi kan vurdere diskonteringsrenten på livet. Hver dag trenger kroppene våre å unngå død fra en rekke kilder, for eksempel utilsiktede skader, forsettlige skader fra rovdyr eller spesifikasjoner, milliarder av sultne mikroorganismer vi møter, eller mangler tilgang på tilstrekkelig stoffskifte ressurser. Til tross for at hele verden tilsynelatende prøver å drepe oss konstant, klarer kroppene våre å jukse døden ganske bra, alt tatt i betraktning.

Som tidligere nevnt er det å være i live bare nyttig fra et evolusjonsperspektiv hvis det å være i live betyr bedre genetisk fremstilling i fremtiden. Den mest enkle måten å oppnå nevnte genetiske representasjon på er gjennom direkte reproduksjon. Dette gjør menneskelig overgangsalder et veldig rart fenomen. Hvorfor stenger kvinnens reproduksjonsevner flere tiår før resten av kroppen pleier? Det ser ut til at mønster av tap av funksjon er parallelt med lever / lungereksempelet. Som bruken av ordet ‘menneske’ antyder, er dessuten denne opphør av reproduktive evner ikke godt dokumentert blant andre arter. Det er ikke slik at andre arter aldri mister evnen til reproduksjon, husk deg, bare at de har en tendens til å miste den mye nærmere punktet når de uansett ville dø. Dette legger en andre del til vårt første spørsmål om eksistensen av overgangsalder: hvorfor ser det ut til at det bare skjer hos mennesker?

For tiden er den mest levedyktige forklaringen kjent som "Bestemorhypotesen“. Hypotesen antyder at på grunn av den svært avhengige naturen til menneskelig avkom og risikoen forbundet med svangerskap, ble det tilpasningsdyktig for kvinner å slutte å fokusere på å produsere egne avkom og forskyve innsatsen mot å investere i deres eksisterende avkom og barnebarn. Kjernen er bestemorhypotesen bare en utvidelse av valg av pårørende: fordelene ved å hjelpe pårørende begynner å overstige fordelene ved direkte reproduksjon. Selv om denne hypotesen godt kan vise seg å ikke være hele historien, har den to hovedhensyn å gå for den: For det første forklarer den tap av reproduksjonskapasitet gjennom en avveining - tidsbruk til å investere i nye avkom er tid som ikke brukes til å investere i eksisterende seg. Det forplikter ikke det jeg vil kalle "fryktelige vanskeligheter”Ved å prøve å få noe gratis, slik noen standardpsykologideer (som depressiv realisme) ser ut til. Den andre distinkte fordelen med denne hypotesen er kanskje mer viktig, men den forklarer hvorfor overgangsalder ser ut til å være ganske menneskespesifikke ved å henvise til noe unikt for mennesker - ekstremt altrisielle spedbarn som er risikable å føde.

Min første klage er at selv om modellen deres kan vise at - gitt visse forhold som er avholdt - forklaringer som bestemorhypotese trenger ikke være nødvendig, de unnlater å utelukke bestemorhypotesen på empirisk eller teoretisk måte vei. De gidder ikke å demonstrere at deres tilstand faktisk har holdt seg. Hvorfor det er et problem er lett å gjenkjenne: det ville være trivielt å koke opp en egen matematisk modell som "demonstrerte" bestemorens styrke hypotese ved å gjøre et annet sett med forutsetninger (for eksempel ved å anta at tidligere en viss alder, investeringer som ble returnert i eksisterende avkom, oppveide investeringer i nye). Ja; å gjøre det ville være ren tigging, og jeg ser ikke hvordan den opprinnelige modellen levert av Morton et al (2013) ikke gjør akkurat det.

Den andre klagen min er, som bestemor-hypotesen, at Morton et al (2013) biproduktmodell vurderer avveininger og unngår den alvorlige feilen; i motsetning til bestemor-hypotesen, klarer imidlertid ikke biproduktskontoen å gi noe menneskespesifikt om overgangsalderen. Det synes for meg at forklaringen som tilbys fra biproduktkontoen, kan brukes på enhver seksuelt reproduserende art. Å prøve å forklare en relativt menneskespesifikk egenskap med et ikke-menneskespesifikt utvalgstrykk er ikke så teoretisk lydt som jeg ønsker. "Men", kan Morton et al innvende, "vi har en menneskespesifikk egenskap: en mannlig preferanse for unge kvinnelige kamerater". En fin tilbakevending, komplisert bare av at dette faktisk er papirets svakeste punkt. Forfatterne ser ut til å prøve å bruke en uforklarlig preferanse for å forklare nedgangen i fruktbarhet, når det virker som forklaringen burde løpe i nøyaktig motsatt retning. Hvis forfedre kvinner, som modellen først antar, ikke skilte seg nevneverdig i fruktbarheten med hensyn til alder, hvordan ville en mannlig preferanse for yngre kvinner noensinne komme til å eksistere i den første plass? Hvilke fordeler vil det komme for menn som unngikk eldre - men like fruktbare - kvinner til fordel for yngre? Det er vanskelig å si. Derimot, hvis utgangspunktet er at eldre kvinner var mindre fruktbare, kan en preferanse for yngre lett forklares.

referanser: Morton, R., Stone, J., & Singh, R. (2013). Mate Valg og opprinnelsen av menopause plos Computational Biology, 9 (6) DOI: 10,1371 / journal.pcbi.1003092

Copyright Jesse Marczyk